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智能船舶远程控制的关键技术你掌握了吗?

日期:2020-12-25 08:49 作者:admin 点击数:

无人船舶是智能船舶发展的高级阶段,一般可通过远程控制或自主控制来实现船舶的操控。在现有技术条件下,无人系统本质上是“人机协作系统”,自主控制的技术成熟度仍有待提高,相关系统在逐渐代替人员操控动作的同时,并不能完全把人从船舶的控制环路中去掉。在相当一段时间内,随着智能船舶向无人、自主方向发展,远程控制将作为不可或缺的重要关键技术得到应用。

图1 典型船舶远程控制系统

远程控制关键技术

为实现船舶远程控制功能,需要以下关键技术支撑。

1、通信传输技术

为实现岸基系统对船载系统的“实时”操控,两者之间要不断进行大量的音视频数据信号远程传输,需要从高效性、可靠性和安全性三个方面来考虑。目前,马斯克的SpaceX公司正基于其“星链计划”,构建覆盖全球海洋的移动“通信”网络,有可能颠覆基于现有高轨道卫星通信的模式。

2、环境感知技术

远程控制需要一整套成熟的感知系统获取外部环境信息,并对内部设备状态进行监测与诊断。在感知过程中往往涉及多传感器的协作与信息融合,例如光学图像与海事雷达共同作业,特性互补,信息融合,能有效降低识别虚警率。多传感器测量与信息融合技术的目标是替代船员观测,综合各种感知数据与信息,运用信息融合算法精确描绘目标对象的状况。

3、定位导航技术

远程控制需要通过无线电信号、卫星定位及多种方式组合运用,实时监测并获取船舶的动态和位置等参数与信息。长期以来,全球定位系统GPS在海事导航领域占有重要份额。然而,伴随我国最后一颗北斗卫星成功上天组网,可以预见,基于北斗的海事导航系统将成为我国智能船舶未来的主流选择。

4、辅助控制技术

远程控制系统的辅助决策主要体现在航线辅助规划和应急自主控制。随着人工智能与大数据技术的发展,基于海洋气象等信息的船舶航线优化算法应运而生,可为无人船舶规划能耗低、时间短、海况佳的航线。同时,无人船舶在感知到通信受扰或中断时,必须自主采取一套应对措施,避免谐摇、冲浪、稳性损失、碰撞、搁浅等危险情况。

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